技术领域
[0001] 本
发明涉及钢
铁冶金技术领域,特别涉及一种矿山机械用耐磨钢板。
背景技术
[0002] 耐磨钢板被广泛应用于工作条件特别恶劣,要求高强度、高
耐磨性能等机械产品上。如各种矿山机械、抓斗、堆取料机、输料弯曲结构等。因此,该种耐磨钢板要求有较高的硬度。目前的国内的耐磨钢一般
合金含量较高,虽然能满足硬度的要求,但塑韧性相对较差,在一定程度上影响了其在不同机械领域上的应用。
[0003] 在本发明之前,武汉钢铁公司发明的“一种超高强度耐磨钢及其生产方法”
专利,该钢的成分范围为:C 0.10-0.17%,Si 0.25-0.50%,Mn 1.20-1.50%,P≤0.018%,S≤0.008%,Cr 0.20-0.50%,Ni 0.25-0.50%,Mo 0.10-0.40%,Als 0.02-0.06%,B≤0.005%,RE≤150g/吨钢;该钢采用控轧+调质的生产工艺,该钢成分中不含V,
抗拉强度约1300MPa,布氏硬度值HB达到400左右。但是该钢含有较高的Ni、Mo等贵重金属元素,成本相对较高。
[0004] 还有舞阳钢铁公司发明的“一种高强度耐磨板及其制备方法”和“一种调质型耐磨钢及其
热处理方法”专利,其成分分别为:C0.12-0.16%,Si 0.10-0.70%,Mn0.90-1.50%,P ≤ 0.020 %,S ≤ 0.010 %,Cr0.20-0.70 %,Ni0.05-0.30 %,V0.03-0.08 %,Nb0.01-0.06%,Mo0.10-0.50%,Ti0.01-0.06%,Al0.02-0.08%,B0.0005-0.0030 %和 C0.14-0.18 %,Si0.20-0.40 %,Mnl.20-1.40 %,P≤ 0.015 %,S ≤ 0.005 %,Cr0.50-0.70%,Ni0.40-0.55%,V 0.03-0.08%,Nb 0.02-0.03%,Ti 0.015-0.030%,Mo0.40-0.50%,Al0.02-0.045%,B 0.0015-0.0030%;两个专利的成分中均添加了不同含量的Nb、Ni、Mo、V等贵金属元素,大大增加了生产成本。其中第二个专利中还含有Cu,两个专利的成本都比较高。第一个专利的回火
温度在150-250℃,属于低温回火,正常的工业回火温度在400-700℃,批量工业生产中生产组织和控制都较难,大大影响了热处理炉的正常生产。
发明内容
[0005] 针对
现有技术的不足,本发明的目的之一在于提供一种矿山机械用耐磨钢板,该钢板具有良好的强韧性,较高的硬度,耐磨性能优异,且成本低。
[0006] 为实现上述目的,本发明采用如下的技术方案:
[0007] 一种矿山机械用耐磨钢板,所述耐磨
合金钢以(重量)百分比计由下列组份组成:C:0.7-0.9%,Si:0.6-0.8%,Mn:1.6-1.8%,P≤0.02%,S≤0.005%,La:0.04-0.06%,V:0.2-0.3%,Ti:0.2-0.4%,N:0.02-0.04%,Al:0.02-0.06%,B:0.003-0.005%,其余为铁Fe和不可避免的杂质,所述耐磨钢板中含有
碳化
钛、碳化
钒、钒三氮、
硼化钛和氮化
铝等化合物,这些化合物在钢基体中弥散分布。
[0008] 优选,所述耐磨合金钢以(重量)百分比计由下列组份组成:C:0.8%,Si:0.7%,Mn:1.7%,P≤0.02%,S≤0.005%,La:0.05%,V:0.25%,Ti:0.3%,N:0.03%,Al:0.04%,B:0.004%,其余为铁Fe和不可避免的杂质。
[0009] 本发明耐磨钢可采用如下的制备方法:
[0010] 1)
冶炼:包括铁
水脱硫,转炉顶底复合吹炼,
真空处理,调整成分满足上述要求,控制出钢温度为约1540-1580℃;
[0011] 2)
连铸:控制
中间包钢水过热度为约25-45℃,连铸成坯;
[0012] 3)
轧制:
铸坯加热温度为约1210-1230℃,开轧温度为约1150-1170℃,终轧温度为约900-920℃,轧后控制冷却速度为约15-25℃/秒;控制冷却到约400-450℃;
[0013] 4)热处理:淬火温度980-1010℃左右,加热时间3.5-4.5min/mm×板厚;回火保温温度220-240℃左右,保温时间5-6min/mm×板厚。
[0014] 现有技术的耐磨钢中均含有较高含量的Cr,虽然Cr元素能显著提高钢的硬度,并能提高耐磨性能,但其与碳易形成粗大的碳化物,从而大幅降低钢的韧性,因此本发明耐磨钢中不添加Cr元素。
[0015] 本发明的钢采用中碳含量设计,一方面通过碳本身提高钢的强度、硬度及耐磨性,另一方面通过碳与其他
合金元素如钛、钒形成适量的碳化物显著提高钢的硬度和耐磨性能。
[0016] 在大量实验的
基础上,确定了本发明的钢中的V、Ti、N、Al、B的合金化元素含量,这些合金元素之间以及与碳之间形成碳化钛、碳化钒、钒三氮、硼化钛、氮化铝等化合物,使得钢的硬度及耐磨大幅度提高。
[0017] 本发明添加适量的稀土元素镧,使得其可以配合改善上述化合物的形态及分布,从而间接辅助提高钢的强韧性和耐磨性。
[0018] 综上所述,本发明钢中的上述合金元素相辅相成,协同作用。使得本发明耐磨钢的硬度提高,其布氏硬度值可达HB580-620,可确保良好的耐磨性能。其抗拉强度不少于1200MPa,延伸率大于8%,可见其强韧性好。
具体实施方式
[0019] 下面通过
实施例进一步说明本发明,但本发明不限于下述实施例。
[0020] 实施例一
[0021] 一种矿山机械用耐磨钢板,所述耐磨合金钢以(重量)百分比计由下列组份组成:C:0.7%,Si:0.8%,Mn:1.6%,P≤0.02%,S≤0.005%,La:0.06%,V:0.2%,Ti:0.4%,N:0.02%,Al:0.06%,B:0.003%,其余为铁Fe和不可避免的杂质,所述耐磨钢板中含有碳化钛、碳化钒、钒三氮、硼化钛和氮化铝化合物,这些化合物在钢基体中弥散分布。
[0022] 实施例二
[0023] 一种矿山机械用耐磨钢板,所述耐磨合金钢以(重量)百分比计由下列组份组成:C:0.9%,Si:0.6%,Mn:1.8%,P≤0.02%,S≤0.005%,La:0.04%,V:0.3%,Ti:0.2%,N:0.04%,Al:0.02%,B:0.005%,其余为铁Fe和不可避免的杂质,所述耐磨钢板中含有碳化钛、碳化钒、钒三氮、硼化钛和氮化铝化合物,这些化合物在钢基体中弥散分布。
[0024] 实施例三
[0025] 一种矿山机械用耐磨钢板的制备方法,所述耐磨合金钢以(重量)百分比计由